谈谈看不见的天线---内置天线

   提到天线，大家肯定不陌生，在我们的生活中天线几乎无处不在，比如图1所示的各种天线。不过今天我们准备谈谈看不见的天线---内置天线。

图1：各种天线

内置天线就是在设备内部的天线，从设备外部上无法看到。当前内置天线应用最集中的行业就是手机。手机里众多的天线，在手机外形上一个也看不到，其原因就是现在的智能手机都采用了内置的LTE、5G、蓝牙以及Wi-Fi天线。

图2：安置在手机结构件上的天线

 

天线是一个简单又复杂的射频器件。我们说其简单是因为有些天线就是在电路板上布个线，连物料BOM表都进不去，如图2Wi-Fi模块所示，板上边缘的矩形波走线就是Wi-Fi天线。

图3：采用板载天线的Wi-Fi模块

 

但是如果提到天线的理论，恐怕一般的专业天线技术人员也很难讲清楚，而且高性能的天线设计相当依赖仿真软件和暗室测试环境。现代电子设备除了体积小和可移动的特性外，还强调工业设计，让产品外形更加美观，采用内置天线是最符合无线应用设计潮流的。但同样是因为体积小造成了天线安装空间狭小，天线所要求的净空区域不足，周边电路干扰强烈。比如手机应用，为了解决以上问题，内置天线大多采用LDS镭雕天线，这就属于定制天线范畴。定制天线的流程为，将产品的整机交与天线设计工程师，通过大量的重复性无源、有源测试，不断优化天线设计。其中所需测试设备有网分仪、综测仪和暗室测试系统。总之，定制天线需要大量的人力、设备及时间投入，对于一般非大批量无线产品开发工作而言，没有可行性。

图4：暗室测试场景

 

除了定制型内置天线，还有标准型内置天线，其产品覆盖各种常见频段，市场有大量的高性能内置标准天线产品，可以满足大多数常规应用的天线需求，完美回避了昂贵的内置天线定制需求。

 

随着5G技术的普及，5G调制解调器芯片越来越多，自然就会发展更多的5G非手机应用，尤其是追求数据高传输速率的应用比如无人机、智能驾驶、视觉机器人和工业通信等。目前在亚洲，中日韩三国主导的5G市场中，毫米波频段还不多，更多的集中在6GHz频段以下，也就是所谓的Sub-6G频段。针对这一5G应用频段，贸泽也备有相当丰富的库存，其中有来自专业天线厂商Taoglas的5G频段陶瓷贴片天线 - PA.760.A。

图5：Taoglas的5G频段陶瓷贴片天线 - PA.760.A

 

PA.760.A陶瓷贴片天线尺寸为40*6*5mm，带宽为600-6000MHz，覆盖了6GHz以下的5G NR（新频段）以及LTE频段，并向下兼容3G/2G频段。该天线采用了定制的陶瓷及革命性的新技术。实现了目前业内最高效的全频段，小封装贴片陶瓷天线。PA.760.A是在通过IATF16949认证的工厂所生产，同时符合汽车和恶劣环境应用。

 

PA.760.A天线采用线极化方式，全向辐射设计，在各频段均有优秀的效率，见图6。

图6：PA.760.A天线各频段的效率与增益

 

除了5G通信技术以外，当下最热门的无线应用非NB-IoT莫属，也就是窄带物联网。这种新技术具有低功耗、远距离传输和高系统容量等特性，并可以与现有4G和5G基站通信。NB-IoT正在不断的出现在传统行业中，如水电煤抄表、工业仪表无线组网、共享自行车和环境监测等等。

 

针对NB-IoT，贸泽也备有很多相应的标准内置天线，比如来自Laird Connectivity的Revie Flex天线 - EFF692SA3S。

图7：Laird Connectivity的Revie Flex天线 - EFF692SA3S

 

这款天线为可粘贴安装线极化PCB天线，PCB部分尺寸为90mm*20mm，厚度为1.6mm。产品家族中有多种馈线长度及连接方式。RevieFlex天线针对NB-IoT以及LTE Cat-M1频段专门做了优化，从数据手册所提供的各频段辐射方向图来看，在698-875MHz和1710-2500MHz频段具有出色全向辐射性能。天线效率超过51%，在内置天线中属于很不错的性能。天线背部自带粘贴条，非常易于部署，适用于需要内置天线的NB-IoT以及LTE Cat-M1的产品设计。